内部类访问封闭类别＆＃x27;更高版本的Java的私人成员？

Question

我一直在尝试了解Java嵌套类的机制。

考虑以下代码：

public class OuterClass {

private String privateOuterField = "Private Outer Field";

public static String publicStaticOuterField = "Public static outer field";

private static String privateStaticOuterField = "private static outer field";


class InnerClass{
    private String privateInnerField = "Private Inner Field";
    
    //non-final static data members not allowed in java 1.8 but allowed in java 17.0
    //private static String innerClassStaticField = "Private Inner Class Static Field";   
    
    public void accessMembers() {
        System.out.println(privateOuterField);
        System.out.println(publicStaticOuterField);
    }
}

static class StaticInnerClass{
    
    private String privateStaticInnerField = "Private Inner Field of static class";
    
    public void accessMembers(OuterClass outer) {
        //System.out.println(privateOuterField);  //error
        System.out.println(outer.privateOuterField);
        System.out.println(publicStaticOuterField);
        System.out.println(privateStaticOuterField);
    }
}
    
public static void main(String[] args) {
    
    OuterClass outerObj = new OuterClass();
    OuterClass.InnerClass innerObj = outerObj.new InnerClass();
    
    StaticInnerClass staticInnerObj = new StaticInnerClass();
    
    innerObj.accessMembers();
    staticInnerObj.accessMembers(outerObj);
    

}

}

我知道内部类是编译器的现象，虚拟机不了解它们。内部类被翻译成带有$划分的外部和内类名称的常规类文件。

为了了解更多详细信息，我尝试使用Javap -p命令在Java 1.8中汇编的类文件。

我得到以下结果： OuterClass：

public class staticNestedClasses.OuterClass {
  private java.lang.String privateOuterField;
  public static java.lang.String publicStaticOuterField;
  private static java.lang.String privateStaticOuterField;
  public staticNestedClasses.OuterClass();
  public static void main(java.lang.String[]);
  static java.lang.String access$000(staticNestedClasses.OuterClass);
  static java.lang.String access$100();
  static {};
}

InnerClass：

class staticNestedClasses.OuterClass$InnerClass {
  private java.lang.String privateInnerField;
  final staticNestedClasses.OuterClass this$0;
  staticNestedClasses.OuterClass$InnerClass(staticNestedClasses.OuterClass);
  public void accessMembers();
}

在这里我们可以看到编译器通过构造函数将外部类的引用传递给内类，以便它可以评估外部类的字段和方法：

staticNestedClasses.OuterClass$InnerClass(staticNestedClasses.OuterClass);

此外部类参考存储在最终的staticnestedClasses.outerclass.OuterClass.OuterClass.OuterClass中。 /code>

utoutclass $ innerClass类无法通过外部类参考直接访问私有成员，因此，每当编译器从内类中检测到对私人成员的访问时，它就会在外类中生成访问者方法（或Getter方法）。

在外部类的分解文件中，我们可以看到编译器生成了这些访问者方法。

static java.lang.String access$000(staticNestedClasses.OuterClass);
static java.lang.String access$100();

但是，当我在Java 17.0中编译了相同的代码并拆卸类文件时，我会得到以下结果。

外类：

public class staticNestedClasses.OuterClass {
  private java.lang.String privateOuterField;
  public static java.lang.String publicStaticOuterField;
  private static java.lang.String privateStaticOuterField;
  public staticNestedClasses.OuterClass();
  public static void main(java.lang.String[]);
  static {};
}

OuterClass $ InnerClass：

class staticNestedClasses.OuterClass$InnerClass {
  private java.lang.String privateInnerField;
  private static java.lang.String innerClassStaticField;
  final staticNestedClasses.OuterClass this$0;
  staticNestedClasses.OuterClass$InnerClass(staticNestedClasses.OuterClass);
  public void accessMembers();
  static {};
}

此处编译器没有生成任何访问者方法，但代码工作正常。

那么内部班级如何访问外部班级的私人成员？

Answer 1

唯一阻止类访问其他类的private成员的东西是拒绝访问权限的JVM（或恰恰是其验证者）。因此，它需要使它成为可能的一切，就是JVM的合作。

尽管Java＆nbsp; 1.1以不需要更改JVM的方式引入了内部类，但JVM经历了许多更改，同时，直到Java＆nbsp; 11进行更改。

Java＆nbsp; 11介绍了 nesthost 和 nestmembers 字节属性属性允许类文件表示它们属于所谓的“ nest”。允许所有属于同一巢穴的类访问私有成员。如前所述，唯一需要更改的是JVM的验证者，可以允许使用此类访问。当然，还可以使用此功能的编译器。另请参见 jep＆nbsp; 181 。

因此，您可以说JVM仍然对内部类别一无所知，因为哪个类属于巢穴，都是由生成类文件的任何工具决定的（例如Java源代码编译器）。因此，可以使用Nests与其他工具一起生产类文件，而无需遵循内部类语义。

为了完成，应该提到类文件还包含有关内部类关系的信息，使用 innerClasses 属性。但这仅由编译器和反思使用，而JVM在决定访问是否合法时不会使用此信息。